Решение:
1. Запишем уравнение реакции, обозначив массы исходной смеси веществ и образующихся продуктов как m1 , m2:
(2NaI + NaBr) + Br2 = (2NaBr′ + NaBr′′ )+ I2
m1 m2
2. Примем массу исходной смеси за 100 г, а количества образующих её солей за х и у моль, тогда n(NaI) = n(NaBr′) = х моль;
n(NaBr) = n(NaBr′′) = у моль; m1/m2 = 1,25 при m1 = 100 г.
3. Составим систему уравнений на основе равенств:
m1 = 100;
1,25 m2 = 100.
М(NaI)·х + М(NaBr)·у = 100;
1,25(М(NaBr)·х + М(NaBr)·у) = 100.
150х + 103у = 100;
1,25(103х + 103у) = 100.
х = 0,430 моль; у = 345 моль.
4. Находим массовые доли веществ в исходной смеси:
ω(NaI) = m(NaI)/m1·100% = х · М(NaI)/m1·100% = 0,43·150 = 64,5%;
ω(NaBr) = m(NaBr)/m1·100% = у · М(NaBr)/m1·100% = 0,345·103 = 35,5%.
Ответ: ω(NaI) = 64,5%;
ω(NaBr) = 35,5%.
19. В смеси бромида железа (II) и бромида меди (I) число атомов меди в 2 раза больше числа атомов железа, а число атомов брома равно 6,02·1023. Какой объём хлора (н. у.) требуется для полного окисления этой смеси?
Решение:
2FeBr2 + 3Cl2′ = 2FeCl3 + 2Br2
2CuBr + 2Cl2′′ = 2CuCl2 + Br2
1. Найдём количества хлорируемых бромидов. Примем n(Fe) за х моль, тогда из количественного соотношения числа атомов Fe и Cu следует, что n(Cu) = 2х моль. Если выразить количество атомов брома через количество Fe и Cu в каждом бромиде, то получим: n(Fe) = 0,5 n(Br′), n(Cu) = n(Br′′) или n(Br′) = n(Br′′) = 2х моль. Общее количество атомов брома в смеси, по условию задачи, составляет 1 моль (6,02·1023 – число Авогадро), отсюда n(Br′) + n(Br′′) = 1.
2. Составим алгебраическое уравнение на основе вышеприведённого равенства: 2х + 2х = 1; 4х = 1; х = 0,25 моль. Из имеющихся количественных соотношений выражаем n(Fe Br2) = 0,25 моль; n(CuBr) = 0,5 моль.
3. Рассчитаем объём хлора требуемого для полного окисления всей смеси: n(Cl2)ОБЩ. = n(Cl2′) + n(Cl2′′) = 1,5n(Fe Br2) + n(CuBr) = 0,375 + 0,5 = 0,875 моль.
V(Cl2) = n(Cl2)·Vm = 0,875∙22,4 = 19,6 л.
Ответ: 19,6 л.
20. Молярное соотношение бромида калия и сульфата калия в смеси равно 2 : 1, а общее число атомов равно 3,01·1023 . Какая масса брома выделится при обработке этой смеси перманганатом калия в кислой среде?
Решение:
1. Общее количество атомов в смеси, по условию задачи, составляет 0,5 моль. Соотношение атомов между 2 мольKBr и 1мольK2SO4 = 4:7, отсюда находим количество атомов от KBr в смеси и количество молекул KBr: n(K, Br) = 0,5/(4+7)·4 = 0,18 моль, а n(KBr) в два раза меньше, т. е. 0,09 моль.
2. Запишем уравнение реакции и определим количество и массу выделившегося брома:
10KBr + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Br2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
2Br¯− 2ē = Br2 5
MnO4¯+ 8H+ + 5ē = Mn2+ + 4H2O 2
10Br¯+ 2MnO4¯+ 16H+ = 5Br2 + 2Mn2+ + 8H2O
n(Br2) = 0,5n(KBr) = 0,09·0,5 = 0,045 моль;
m(Br2) = n∙М(Br2) = 0,045·160 = 7,2 г.
Ответ: 7,2 г.
21. Для окисления 3,190 г галогенида цинка в подкисленном растворе потребовалось 10,0 мл раствора перманганата калия с концентрацией 0,400 моль/л. установите состав соли.
Решение:
5ZnX2 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5X2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5ZnSO4 + 8H2O
1. Найдем количество окислителя:
n(KMnO4) = СМ· VР-РА = 0,4·0,01 = 0,004 моль.
2. Определим количество окисленного галогенида цинка:
n(ZnX2)/n(KMnO4) = 5/2;
n(ZnX2) = 2,5 n(KMnO4) = 0,01 моль.
3. Рассчитаем молярную массу галогенида и установим состав соли:
М(ZnX2) = m(ZnX2)/n(ZnX2) = 3,19/0,01 = 319 г/моль.
По таблице относительных молекулярных масс солей определяем состав соли, это ZnI2.
Ответ: ZnI2.
22. Для окисления 1,03 г галогенида натрия в подкисленном растворе потребовалось 4,00 мл раствора KMnO4 с концентрацией 0,500 моль/л. Установите состав соли.
Решение:
10NaX + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5X2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 8H2O
1. Найдем количество окислителя:
n(KMnO4) = СМ· VР-РА = 0,004·0,5 = 0,002 моль.
2. Определим количество окисленного галогенида натрия:
n(NaX)/n(KMnO4) = 5/1;
n(NaX) = 5 n(KMnO4) = 0,01 моль.
3. Рассчитаем молярную массу галогенида и установим состав соли:
М(NaX) = m(NaX)/n(NaX) = 1,03/0,01 = 103 г/моль.
По таблице относительных молекулярных масс солей определяем состав соли, это NaBr.
Ответ: NaBr.
23. Для окисления йодида металла, имеющего в соединениях постоянную степень окисления, израсходовано 25,0 г насыщенного раствора FeCl3 (растворимость 92 г на 100 г воды). Какая масса 5,00%-го раствора KMnO4 требуется для окисления той же массы той же соли в подкисленном растворе?
Решение:
1. Запишем первое уравнение реакции и определим массовую долю FeCl3 в его насыщенном растворе:
MeI + FeCl3 = 0,5I2 + MeCl + FeCl2
ω(FeCl3) = mв-ва/mр-ра = 92/192 = 0,48.
2. Найдём количество FeCl3 пошедшее на окисление:
n(FeCl3) = m(FeCl3)/М(FeCl3) = ω∙mр-ра/ М(FeCl3) = 0,48·25/162,5 = 0,074 моль
3. Найдём количество KMnO4 пошедшее на окисление данного йодида:
10МеI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5Ме2SO4 + 8H2O
n(МеI) = n(FeCl3) = 0,074 моль;
n(KMnO4) = 0,2 n(МеI) = 0,2∙0,074 = 0,0148 моль.
4. Рассчитаем массу 5%-го р-ра KMnO4 содержащего найденное количество KMnO4:
mр-ра = n∙М(KMnO4)/ ω = 0,0148∙158/0,05 = 46,6 г.
Ответ: 46,6 г.
24. Для окисления бромида металла, имеющего в соединениях постоянную степень окисления, израсходовали 22,4 мл хлора (н. у.). Какая масса 10,0%-го р-ра дихромата аммония требуется для окисления той же массы той же соли в подкисленном растворе?
Решение:
2MeBr + Cl2 = Br2 + 2MeCl
1. Вычислим количество хлора пошедшее на окисление и количество бромида им окисленное:
n(Cl2) = V/Vm = 22,4∙10-3/22,4 = 1∙10-3моль;
n(MeBr) = 2n(Cl2) = 2∙10-3моль.
2. Найдём количество (NH4)2Cr2O7 пошедшее на окисление найденного количества MeBr:
6 MeBr + (NH4)2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Br2 + Cr2(SO4)3 + (NH4)SO4 + 3Me2SO4 + 7H2O
n((NH4)2Cr2O7) = 1/6n(MeBr) = 2∙10-3/6 = 3,33∙10-4 моль.
3. Вычислим массу 10%-го р-ра (NH4)2Cr2O7 в котором содержится найденное количество окислителя:
mр-ра = n∙М((NH4)2Cr2O7)/ ω = (3,33∙10-4∙252)/0,1 = 0,84 г.
Ответ: 0,84 г.
25. К смеси сульфата аммония и бромида аммония общей массой 21,3 г, находящееся в водном растворе, добавили 208 г 10,0%-го р-ра BaCl2. Масса выпавшего осадка оказалась равной 11,65 г. Полученный после отделения от осадка раствор обработали избытком AgNO3. Вычислите массу образовавшегося при этом осадка.
Решение:
1. Рассчитаем общее количество BaCl2 в растворе и ту его часть, что вступила в реакцию с (NH4)2SO4:
(NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2 NH4Cl
n(BaCl2)B P-PE = mP-PA∙ω/M(BaCl2) = 208∙0,1/208 = 0,1 моль;
n(BaCl2)ВСТУП. В Р-ЦИЮ = n(BaSO4) = m(BaSO4)/М(BaSO4) = 11,65/233 = 0,05 моль, т. о. избыток BaCl2 составил 0,05 моль.
2. Запишем все реакции с избытком AgNO3:
NH4Cl + AgNO3 = AgCl↓ + NH4NO3
NH4Br + AgNO3 = AgBr↓ + NH4NO3
BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ba(NO3)2
3. Найдём количества хлорида и бромида аммония:
n(NH4Cl) = 2n(BaSO4) = 0,1 моль;
m(NH4Br) = mСМ. – m((NH4)2SO4) = mСМ. – n∙М((NH4)2SO4) = 21,3 – 0,05∙132 = 14,7 г;
n (NH4Br) = m(NH4Br)/М(NH4Br) = 14,7/98 = 0,15 моль.
4. Вычислим общее количество и массу образовавшегося осадка:
n(AgCl) = n(NH4Cl) + 2n(BaCl2);
n(AgBr) = n(NH4Br), отсюда
mОС-КА = n(AgCl)∙М(AgCl) + n(AgBr)∙М(AgBr) = 0,2∙143,5 +0,15∙188 = 28,7 + 28,2 = 56,9 г.
Ответ: 56,9 г.
26. К раствору, в котором молярные концентрации бромида и фторида натрия равны, добавили 0,03 молярный раствор фторида серебра, в результате чего выпал осадок желтоватого цвета массой 1,88 г. Какой объём 45%-го раствора нитрата кальция плотностью 1,42 г/мл необходимо прибавить к раствору, полученному после отделения осадка, до полного прекращения выпадения осадка?
Решение:
NaBr + AgF = AgBr↓ + NaF′
NaF′′ + AgF ≠
1. Определим количества образовавшегося осадка, бромида натрия и фторида натрия в исходной смеси:
n(NaBr) = n(NaF′′) = n(NaF′) = n(AgF) = n(AgBr) = mОС-КА/ М(AgBr) = 1,88/188 = 0,01 моль.
2. Найдём избыток AgF в водном растворе:
n(AgF)ИЗБ. = 0,03 – 0,01 = 0,02 моль.
3. Запишем уравнения реакций осаждения фторида кальция из фильтрата предыдущего раствора:
Ca(NO3)2 + 2 NaF = СаF2↓ + 2NaNO3
Ca(NO3)2 + 2AgF = СаF2↓ + 2AgNO3
4. Найдём общее количество фторидов в фильтрате, и необходимое для их осаждения, количество нитрата кальция:
n(NaF)ОБЩ. = n(NaF′) + n(NaF′′) = 2n(NaBr) = 0,02 моль;
n(NaF)ОБЩ + n(AgF)ИЗБ. = 0,04 моль;
nCa(NO3)2 = 0,5n(n(NaF)ОБЩ + n(AgF)ИЗБ.) = 0,02 моль.
5. Рассчитаем объём 45%-го раствора Ca(NO3)2 содержащий найденное количество вещества Ca(NO3)2:
VP-PA = mP-PA/ρ = n·MCa(NO3)2/ω∙ρ = 0,02·164/0,45·1,42 = 5,13 мл.
Ответ: 5,13 мл.
27. Через раствор, содержащий 2 г смеси хлорида и йодида натрия в 100 мл воды, пропустили 1 л газооьразного хлора. Полученный раствор выпарили и осадок прокалили при 200-3000С. При этом было получено 1,78 г осадка. Определите массовые доли (%) в исходном рстворе.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
